Naukowcy odkryli Shishania aculeatastarożytny mięczak sprzed 500 milionów lat, występujący w chińskiej prowincji Yunnan. W odróżnieniu od współczesnych mięczaków, Shishania brakowało muszli i był pokryty chitynowymi kolcami. Odkrycie to zapewnia unikalny wgląd w wczesną ewolucję mięczaków, sugerując, że przed rozwinięciem się muszli istniał opancerzony, podobny do ślimaka przodek. Powyższe zdjęcie przedstawia cały egzemplarz Shishania aculeata widziane od strony grzbietowej (górnej) (po lewej). Kolce pokrywające ciało Shishania aculeata (po prawej). Źródło: G Zhang/L Parry
Nowo odkryta skamielina Shishania aculeatawczesny mięczak bez skorupy, ale pokryty ochronnymi kolcami, oferuje nowy wgląd w ewolucję mięczaków, wskazując na prymitywną, przypominającą ślimaka formę w okresie kambru.
Naukowcy odkryli coś nowego gatunek mięczaków żyjących 500 milionów lat temu. Nowa skamielina, tzw Shishania aculeata, odkrywa, że najbardziej prymitywne mięczaki były płaskimi, pozbawionymi muszli ślimakami, pokrytymi kolczastą zbroją ochronną. Wyniki opublikowano niedawno w czasopiśmie Nauka.
Odsłonięcie prehistorycznego życia mięczaków
Shishania aculeata znaleziono w wyjątkowo dobrze zachowanych skamielinach ze wschodniej prowincji Yunnan w południowych Chinach, pochodzących z okresu geologicznego zwanego wczesnym kambru, około 514 milionów lat temu. Próbki Shishania wszystkie mają zaledwie kilka centymetrów długości i są pokryte małymi kolczastymi stożkami (sklerytami) wykonanymi z chityny, materiału występującego również w muszlach współczesnych krabów, owadów i niektórych grzybów.
Okazy zachowane do góry nogami pokazują, że spód zwierzęcia był nagi, a jego stopa była umięśniona jak u ślimaka. Shishania pełzały po dnie morskim ponad pół miliarda lat temu. W przeciwieństwie do większości mięczaków, Shishania nie miał muszli zakrywającej jego ciało, co sugeruje, że reprezentuje bardzo wczesny etap ewolucji mięczaków.
Stożkowe kolce pokrywające ciało Shishania aculeata (po lewej). Obraz stożkowego kręgosłupa z mikroskopu elektronowego przedstawiający zachowane wewnątrz mikroskopijne kanały (po prawej). Źródło: G Zhang/L Parry
Współczesne mięczaki mają oszałamiającą różnorodność form i obejmują ślimaki, małże, a nawet bardzo inteligentne grupy, takie jak kalmary i ośmiornice. Ta różnorodność mięczaków ewoluowała bardzo szybko dawno temu, podczas wydarzenia znanego jako eksplozja kambryjska, kiedy wszystkie główne grupy zwierząt szybko się różnicowały. Ten szybki okres zmian ewolucyjnych oznacza, że pozostało niewiele skamieniałości będących kroniką wczesnej ewolucji mięczaków.
„Próba odkrycia, jak wyglądał wspólny przodek zwierząt tak różnych jak kałamarnica i ostryga, jest poważnym wyzwaniem dla biologów ewolucyjnych i paleontologów – takiego, którego nie da się rozwiązać poprzez badanie wyłącznie żyjących obecnie gatunków. Shishania daje nam wyjątkowy wgląd w okres ewolucji mięczaków, z którego mamy bardzo niewiele skamieniałości, informując nas, że najwcześniejsi przodkowie mięczaków były kolczastymi ślimakami opancerzonymi, jeszcze przed ewolucją muszli, którą widzimy u współczesnych ślimaków i małży” – powiedział Autor do korespondencji Profesor nadzwyczajny Luke Parry, Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Oksfordzki.
Artystyczna rekonstrukcja Shishania aculeata tak, jak wyglądałaby na żywo, patrząc z góry, z boku i z dołu (od lewej do prawej). Źródło: M. Cawthorne
Szczegółowa analiza struktury Shishania
Ponieważ ciało Shishania był bardzo miękki i wykonany z tkanek, które zazwyczaj nie są zachowane w zapisie kopalnym, badanie okazów było trudne, ponieważ wiele okazów było słabo zachowanych.
Pierwszy autor Guangxu Zhang, niedawny doktorant na Uniwersytecie Yunnan w Chinach, który odkrył te okazy, powiedział: „Na początku myślałem, że skamieniałości, które były mniej więcej wielkości mojego kciuka, nie są zauważalne, ale pod lupą dostrzegłem że wydawały się dziwne, kolczaste i zupełnie inne od wszelkich innych skamieniałości, które widziałem. Początkowo nazwałem to „plastikową torbą”, ponieważ wygląda jak gnijąca mała plastikowa torba. Kiedy znalazłem więcej tych skamieniałości i przeanalizowałem je w laboratorium, zdałem sobie sprawę, że był to mięczak”.
Parry dodał: „Znaleźliśmy mikroskopijne szczegóły wewnątrz stożkowych kolców pokrywających ciało Shishania które pokazują, jak zostały ukryte za życia. Tego rodzaju informacje są niezwykle rzadkie, nawet w przypadku wyjątkowo zachowanych skamieniałości”.
Kolce Shishania pokazują wewnętrzny system kanałów o średnicy mniejszej niż jedna setna milimetra. Cechy te pokazują, że szyszki były wydzielane u podstawy przez mikrokosmki, maleńkie wypustki komórek, które zwiększają powierzchnię, na przykład w naszych jelitach, gdzie wspomagają wchłanianie pokarmu.
Ewolucyjne spostrzeżenia ze skamieniałości Shishania
Ta metoda wydzielania twardych części przypomina naturalną drukarkę 3D, umożliwiając wielu bezkręgowcom wydzielanie twardych części o ogromnych różnicach w kształcie i funkcjach, od zapewniania obrony po ułatwianie poruszania się.
Twarde kolce i włosie są znane u niektórych współczesnych mięczaków (takich jak chitony), ale są one wykonane z mineralnego węglanu wapnia, a nie z organicznej chityny, jak w przypadku Shishania. Podobne organiczne włosie chitynowe występuje u mniej znanych grup zwierząt, takich jak ramienionogi i mszywioły, które wraz z mięczakami i pierścienicami (dżdżownicami i ich krewnymi) tworzą grupę Lophotrochozoa.
Parry dodał: „Shishania mówi nam, że kolce i kolce, które widzimy dziś u chitonów i mięczaków aplakoforowych, w rzeczywistości wyewoluowały z organicznych sklerytów, takich jak pierścienice. Zwierzęta te bardzo się od siebie dziś różnią i dlatego przypominają skamieliny Shishania powiedz nam, jak wyglądali w odległej przeszłości, wkrótce po tym, jak oddzielili się od wspólnych przodków.
Współautor Jakob Vinther w Uniwersytet w Bristolu powiedział: „Dzisiejsze mięczaki są niezwykle odmienne i zróżnicowały się bardzo szybko podczas eksplozji kambryjskiej, co oznacza, że mamy trudności z poskładaniem w całość ich wczesnej historii ewolucyjnej. Wiemy, że wspólny przodek wszystkich żyjących dzisiaj mięczaków miał jedną muszlę i tak dalej Shishania mówi nam o bardzo wczesnym etapie ewolucji mięczaków, poprzedzającym ewolucję muszli.”
Współautorka do korespondencji Xiaoya Ma (Uniwersytet Yunnan i Uniwersytet w Exeter) powiedziała: „To nowe odkrycie podkreśla skarbnicę wczesnych skamieniałości zwierzęcych, które zachowały się w kambryjskich skałach prowincji Yunnan. Dane kopalne dotyczące mięczaków miękkich są bardzo ograniczone, dlatego te bardzo rzadkie odkrycia mówią nam wiele o tych różnorodnych zwierzętach”.
Odniesienie: „Kambryjski mięczak kolczasty i głęboka homologia sklerytomów lophotrochozoan” Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther i Xiaoya Ma, 1 sierpnia 2024 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.ado0059
